[發明專利]一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法和裝置

在審

• 申請號: 201911366383.3
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111060871A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 尹光;汪大康
• 申請（專利權）人: 南京長峰航天電子科技有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G06N3/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 朱遠楓

本發明公開了一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法和裝置，方法包括：基于五元陣接收天線的位置確定求解基線并作為陣元通道，確定陣元通道之間的相位差信息；設定目標陣元到五元陣各接收天線的距離；根據陣元通道之間的相位差信息以及設定的目標陣元到五元陣各接收天線的距離構建求解目標信號源的方位角與俯仰角的目標函數；求解所述目標函數獲得目標信號源的方位角與俯仰角。本發明實現了快速準確的五元陣信號源方位俯仰角度估計方法。

技術領域

本發明涉及一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法和裝置，屬于無源定位技術領域。

背景技術

隨著電子信息技術的發展和移動通信技術在各個領域的廣泛應用，人們越來越關注基于先進通信技術的各種信息服務。而在移動和無線通信的軍用和民事應用中，也通常需要測向技術和無線電定位，如移動通信中的智能天線技術需要得到連接到基站的終端的方位、地震探測中的震源定位、軍事通信中的干擾源定位等，所涉及的技術需求往往要求系統簡單實用，實時性、測量準確度高，抗干擾能力強。傳統的定位系統和雷達測向無法適應此類應用場合。在這種情況下，無源測向技術得到了迅速發展。

在民用通信中，無源定位技術就是利用無線電信號來判定某一半徑范圍內無線電信號發射終端物理位置的一種方法。采用無源定位方法可以為移動通信網中的用戶提供位置信息，給人們帶來了極大的方便。民用通信網所提供的定位業務具有巨大的應用前景。第一，它可以為社區公共事業服務，如城市交通引導、急救業務、移動終端盜竊防范、車輛跟蹤調度等。第二，它可以給汽車和移動通信等行業帶來巨大的經濟效益。同GPS定位相比，無線電定位對數量龐大的移動終端不需要做任何改變，只是在基站增加一定數量的設備就可為用戶提供良好的服務。因此，基于陣列天線的無源測向技術被廣泛應用。

在軍事上，無源測向技術是一種相當重要的偵察手段，它的目的是了解敵方指揮中心、部隊的調動和配置等。交戰雙方改進測向設備，特別是機載設備，很大地加速了無線電測向技術的發展。正是由于軍事上的需求，使測向技術和測向設備等得到了很好的發展。在和平建設時期，無源測向技術應用也相當廣泛，它被用于天文、交通、氣象、救災、環保中；用于監測陸上和海上動物的行蹤，以便對珍稀動物進行保護；用于檢查高壓配電系統中瓷瓶漏電。在我國發射的”神州7號”載人航天飛船返回艙墜地后，它不斷的發射著無線電信號，航天科研人員也需要利用測向定位技術將它找到。

無源定位在無線電辨識、認知無線電等新興領域也具有著非常重要的意義。軟件通信體系結構下軟件無線電認知的核心內容是空間復雜無線電狀態描述和識別，無線電認知相關理論、概念、體系結構以及實現技術，不僅對民用通信體制和相關設備的研究、開發具有相當重要的意義，而且對軍事無線電對抗、無線電偵察等領域，也將產生巨大影響。無線電辨識具體表現為電子戰場空間無線電狀態的矢量結構，以及該無線電狀態矢量與終端用戶的映射關系均具有可能存在的時變性和重構性，也就是說通信頻段和通信模式都可以在通信前約定，而且在通信過程中也能夠重構。然而，對空間復雜無線電狀態的識別和描述，首先要做的工作就是獲得包括射頻波束方向在內的無線電信號的物理實體信息，也就是要得到準確的波達方向。

現代信息技術的迅猛發展要求在更短的時間里完成更有效的計算，而傳統的DOA估計算法由于計算量大，不易實時實現，而且對實際的應用環境適應差，因而這些在理論上很好的算法大多滯留實驗仿真上，在實際工程中得到應用受到極大的限制。